Yb及其它稀土元素（Er,Tb,Dy,Sm）掺杂四硼酸铝钇晶体的生长及性质研究

摘要

该论文通过大量的实验工作,对各种稀土激活离子,比如Yb<'3+>、Er<'3+>、Dy<'3+>、TB<'3+>、SM<'3+>掺杂的YAB晶体,重点对Yb:YAB晶体进行了系统的研究.主要研究工作及结果如下:1.晶体生长以及宏观物理性质Re:YAB晶体属于不一致熔融化合物,只能采用助熔剂法生长.通过对晶体生长过程中影响晶体生长、晶体质量的主要因素的分析和讨论,提出了相应的解决方法,确定了适合Yb<'3+>、Sm<'3+>、Er<'3+>、Tb<'3+>、Dy<'3+>:YAB晶体生长工艺参数,生长出了大尺寸、高光学质量的Yb:YAB和Er,Dy,Tb,Sm:YAB的单晶体.2.晶体的缺陷研究采用助熔剂法生长的晶体,常会造成云雾状包裹、生长条纹等宏观缺陷,严重地影响到晶体的质量.3.Yb:YAB晶体和Er,Dy,Tb,Sm:YAB晶体的光谱性质YAB晶体中Y<'3+>离子可以被许多稀土离子所取代而生成其它的激光晶体.考虑采用Yb<'3+>、Sm<'3+>、Er<'3+>、Tb<'3+>、Dy<'3+>稀土金属离子掺入YAB单晶体,实现不同波段的激光或者自倍频运转;并分析了Yb<'3+>、Sm<'3+>、Er<'3+>、Tb<'3+>、Dy<'3+>不同稀土金属离子掺杂与晶体生长、晶体结构、晶体完整性、光谱性质之间的关系,预测了它们可能实现的荧光发射.4.Yb<'3+>掺杂浓度的Yb:YAB晶体生长和性质的影响生长了不同Yb<'3+>掺杂浓度的Yb:YAB晶体,从晶体生长、晶体结构、光谱性质、热学性质、缺陷等方面探讨了Yb<'3+>掺杂浓度对它们的影响.5.Yb:YAB晶体的激光性质研究了Yb:YAB晶体激光性能.探讨Yb:YAB晶体自倍频绿光、黄光输出的可行性;实现了红外激光调谐输出、可见激光调谐输出,实现了Yb:YAB晶体的fs脉冲激光输出.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1自倍频晶体的概述

§1.2激活离子

§1.3 ReYAB系列晶体的发现和研究现状

§1.4本论文的研究工作

参考文献

第二章Yb：YAB晶体的生长

§2.1生长装置

§2.2 Yb：YAB晶体的生长

2.2.1单晶生长

2.2.2晶体的形貌

2.2.3晶体元素分析

§2.3影响晶体生长的因素

§2.4本章小结

参考文献

第三章Yb：YAB晶体的结构与缺陷

§3.1晶体结构

§3.2晶体缺陷

3.2.1晶体缺陷研究的常用方法

3.2.2Yb：YAB晶体缺陷的观测与分析

§3.3本章小结

参考文献

第四章Yb：YAB晶体的光学性能和热学性能

§4.1Yb：YAB晶体的光谱性质

4.1.1 Yb：YAB晶体的吸收谱

4.1.2 Yb：YAB晶体的荧光谱

4.1.3晶体折射率的测量

4.1.4抗光伤阈值

§4.2晶体的热学性质

4.2.1熔点

4.2.2比热

4.2.3热膨胀

§4.3本章小结

参考文献

第五章不同掺Yb3+浓度对Yb：YAB晶体性质的影响

§5.1不同Yb3+掺杂对晶体生长和晶格常数的影响

§5.2不同Yb3+掺杂对晶体光谱性质的影响

§5.3不同Yb3+掺杂对晶体热学性质的影响

§5.4不同Yb3+掺杂对晶体缺陷的影响

§5.5本章小结

参考文献

第六章Yb：YAB晶体的激光性能研究

§6.1 Yb：YAB晶体的绿光自倍频性质

§6.2可调谐实验

6.2.1可见激光调谐实验

6.2.2基频红外激光调谐实验

§6.3Yb：YAB晶体的黄光自倍频性质

§6.4 LD泵浦锁模Yb：YAB激光器研究

§6.5本章小结

参考文献

第七章ReYAB(Re：Er,Tb,Dy,Sm)晶体的生长和性质研究

§7.1YAB：Er,Tb,Dy,Sm晶体的生长

§7.2YAB：Er,Tb,Dy,Sm和Er,Yb：YAB,Ho,Yb:YAB晶体

7.2.1 YAB：Er,Tb,Dy,Sm吸收光谱

7.2.2 YAB：Er,Tb,Dy,Sm荧光光谱

7.2.4掺杂YAB晶体的光谱项计算

7.2.5双掺晶体的上转换性质研究

§7.3 YAB：Tb,Dy,Sm晶体的热学性质

§7.3.1比热

§7.3.2热膨胀

§7.4 YAB：Tb,Dy,Sm晶体的缺陷

§7.5本章小结

参考文献

第八章结论及有待进一步开展的工作

§8.1结论

§8.2本论文工作的主要创新点

§8.3有待进一步开展的工作

攻读学位期间发表的学术论文目录

致谢

学位论文评阅及答辩情况表